全宽带红外光探测器与内平面光子捕捉结构
Ke Deng1,2,3, Jiaxiang Guo1,3, Kun Zhang1,3
1State Key Laboratory of Infrared Physics, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, 500 Yu Tian Road, Shanghai, 200083, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|March 17, 2025
概括
本研究介绍了一种全光电探测器,具有内平面光子捕捉结构,用于在非常长波长红外 (VLWIR) 范围内的增强检测. 这种新的设计提高了紧,经济高效的光电子系统的灵敏度和工作温度.
科学领域:
- 光子学和光电学和光电子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 光子学对于光学通信和传感至关重要.
- 基于Si的红外光探测器是信号转换的关键.
- 在全Si设备中的VLWIR光检测在宽带增强和工作温度方面面临挑战.
研究的目的:
- 为VLWIR应用开发一个全Si光探测器.
- 为了提高检测效率和工作温度.
- 为了解决宽带增强和暗电流减少的问题.
主要方法:
- 一个采用全Si光探测器的设计,该光探测器包含在平面内的光子捕捉结构 (IPTS).
- 在12-19微米波长范围内的光电探测器性能的表征.
- 在降低温度下对特定检测能力和暗电流的评估.
主要成果:
- 在12-19微米范围内实现了285-575%的宽带增强.
- 观察到黑暗电流减少了31%.
- 峰值特异检测能力为1.9 × 10^10厘米Hz^1/2 W^-1在15μm和40K.
结论:
- 新的全Si光电子设备架构为VLWIR检测提供了一个有前途的解决方案.
- 证明了工作温度和灵敏度的改善.
- 这种设计使得VLWIR系统更紧,更具成本效益.


